Morphologie Der Pool-Fingers in Der Riesenberghöhle (Süntel, Niedersachsen)

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Morphologie der Pool-Fingers in der Riesenberghöhle (Süntel, Niedersachsen)

ZUSAMMENFASSUNG ABSTRACT Die 2009 entdeckten, postglazial entstan- Morphology of pool ﬁngers in Riesen- denen Pool-Finger-Vorkommen und bioge- berghöhle (Süntel, Lower Saxony) nen Sinter im Riesenberg-Höhlensystem Holocene pool finger deposits and biogenic werden beschrieben und deren Genese dis- speleothems, which were discovered in the kutiert. Es handelt sich dabei um das bisher Riesenberg cave system in 2009, are descri- weltweit am nördlichsten gelegene Vor- bed and discussed. These speleothems be- kommen dieser Art von Speläothemen. long to the world’s northernmost deposits Pool-Fingers sind biogene Sinter, deren Bil- of their kind. Pool fingers are biogenic spe- dung au f Mikroorganismen (Bakterien) zu- leothems, whose development is caused by rückzuführen ist. Zwei zusammen mit den microorganisms (bacteria). Two cave coral Pool-Fingers vorkommende, morphologisch types are described, which can be morpho- gut zu unterscheidende Höhlenkorallen-Ty- logically distinguished from pool fingers and pen werden beschrieben und deren durch are also formed by bacterial activity. For the Bakterien beeinflusste Entstehung darge- first time, a U-loop between crystals of the stellt. Erstmals wird ein U-Loop zwischen shelfstone is described. Cave pool samples Stefan Meyer Kristallen von Beckenrandsinter (shelfstone) (pool fingers, shelfstone) with reticulate and Höhlengruppe Nord e.V., spezifiziert. Mikroskopisch untersuchte Sin- ribbed bacteria filaments and spherical cells Arbeitsgemeinschaft für Karstkunde Harz terbecken-Proben (Pool-Fingers, Becken- are documented. The importance of initial e.V., Speläologen-Bund Hildesheim randsinter) mit fossilen, netzartigen und ge- biofilms in the formation of pool fingers is Kirchfeld 14, 31171 Nordstemmen/Barnten rippten Bakterienfilamenten sowie kugel- also discussed. All known pool finger depo- Deutschland förmige Zellen werden dokumentiert und in sits in Germany until early 2014 are listed as [email protected] Aufnahmen mit dem Rasterelektronen - well as occurrences in Switzerland, Austria mikroskop dargestellt. Auf die Bedeutung and France. Leslie Melim eines Initial-Biofilms zur Bildung von Pool- Considering the first discoveries of mobile Western Illinois University, Department of Fingers wird eingegangen. pool finger-like formations in pools of the Geology, 1 University Circle, Macomb Es werden alle Pool-Finger-Vorkommen in Herbstlabyrinth-Adventhöhle-System (Hes- IL 61455, USA Deutschland angeführt, die bis Ende 2014 sen), a separation of fossil and living pool [email protected] bekannt geworden sind und weitere in den fingers is suggested. Similar biogenic calcite letzten Jahren bekannt gewordene Vor- formations in mines, referred to as snottites, Denis Scholz kommen in der Schweiz, Österreich und and the deposition of a ”sewage fungus“ Arbeitsgruppe Speläothemforschung, Frankreich in exemplarischer Form. Durch are briefly discussed. Institut für Geowissenschaften, die ersten Funde von beweglichen, Pool-Fin- Johannes-Gutenberg-Universität Mainz ger-ähnlichen Bildungen in Sinterbecken Johann-Joachim-Becher-Weg 21 des Herbstlabyrinth-Adventhöhle-Systems 55128 Mainz (Hessen) wird die Einteilung in fossile und Deutschland lebende Pool-Fingers vorgeschlagen. Auf [email protected] ähnliche biogene Bildungen in Bergwerken, die Snottiten, und Ablagerungen vom „Ab- eingelangt: 25.9.2014 wasserpilz“ (Fadenbakte rien) wird kurz ein- angenommen: 22.6.2015 gegangen.

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EINLEITUNG Pool-Fingers sind eine derzeit genauer untersuchte schacht Z2, Kreuzloch Unteriberg, Pomeranzenhöh- Sinterform, die deshalb auf größeres Interesse stoßt, le, Grotte Vallorbe) und in Südfrankreich (z.B. Grotte da es sich um biogene Bildungen handelt, im Gegen- de Vitalis, Grotte de Sourbettes, Grotte de Fontra- satz etwa zu Stalaktiten, die rein abiogen, d.h. ohne biouse, Borne aux Cassots, Antre de Venus, Trou des aktive Beteiligung von Organismen entstehen. Die Vents d'Anges) die als Baguettes de gours bezeichne- Erforschung dieser faszinierenden Formen aus ten Pool-Fingers keine Seltenheit. In Österreich wur- lebender und toter Materie ist ein noch junges For- den bisher in fünf Höhlen Pool-Fingers nachgewiesen: schungsfeld, hat seinen Ursprung in den USA und ist Gassel-Tropfsteinhöhle (1618/3), Odelsteinhöhle ein Betätigungsfeld für Biologen und Geologen glei- (1722/1), Schachernhöhle (1866/9), Schneckenloch chermaßen. Pool-Fingers sind im deutschsprachigen (1126/1) und Fledermaushöhle (2131/5). Fast alle lie- Raum kaum bekannt und wurden deshalb bisher oft gen auf über 1000 m Seehöhe. Diese Häufung muss nicht als solche erkannt. Seit der Vorstellung der er- nicht unbedingt dem natürlichen Verbreitungsgebiet sten Pool-Finger-Vorkommen in zwei deutschen Höh- von Pool-Fingers entsprechen und ist in Abhängigkeit len (Meyer & Plan, 2010) konnten diese ungewöhnli- der vorhandenen Karstgebiete / Höhlen vor allem chen biogenen Sinterformen mittlerweile in fünf wei- durch Forschungslücken geprägt, denn Pool-Fingers teren Höhlen nachgewiesen werden. Neben der Rie- wurden im deutschsprachigen Raum erst seit 2009 als senberghöhle und dem Herbstlabyrinth-Adventhöh- solche erkannt und dokumentiert. Meyer & Plan le-System konnten auch Nachweise aus der Blauhöh- (2010) vermuten eine postglaziale Entstehung, wobei le (Schwäbische Alb), der Lohberghöhle bei Schön- die Formen in der Bleßberghöhle und der Mäander- lind, der Hermanshöhle (Harz), der Mäanderhöhle höhle aufgrund der Mächtigkeit der Kalzitablagerun- (Fränkische Schweiz) und der Bleßberghöhle (Thü- gen vermutlich vor der letzten Eiszeit gebildet wur- ringer Wald) dokumentiert werden. In den zwei zu- den. Ob es wirklich ein Nord-Süd-Gefälle in der letzt aufgeführten Höhlen wurden keulenförmige Häufigkeit der Pool-Finger-Vorkommen gibt und ob Pool-Fingers dokumentiert. Diese weichen stark von dieses eventuell klimatisch bedingt ist, müssen die der eigentlichen Pool-Finger-Morphologie ab und ihr weiteren Forschungen klären. biogener Ursprung ist noch nicht nachgewiesen 2009 wurden weltweit die ersten beweglichen, nicht (Meyer, 2014). 2014 entdeckte Vorkommen in der Zoo- versinterten und nachweislich lebenden Pool-Fingers lithenhöhle und fragliche Vorkommen in der So- im Herbstlabyrinth-Adventhöhle-System (Abb. 1; phienhöhle bedürfen noch einer näheren Untersu- Meyer & Plan, 2010; Meyer, 2012, 2013, 2014) und chung. Während in Deutschland noch wenige Höhlen weitere ähnliche Vorkommen 2013 in der Blauhöhle mit Pool-Finger-Vorkommen bekannt sind, nimmt die entdeckt. Dabei ist nicht geklärt, ob der Kalzit aktiv z.B. Häufigkeit dieser Sinterform nach Süd westen zu. So durch Bakterien oder eher passiv durch physikalische sind in der Schweiz (z.B. Bärenschacht, Sinterfall- und / oder chemische Vorgänge, d.h. abiogen, gebildet

Abb. 1: Lebende Pool-Fingers in der Rätselhalle des Herbstlabyrinth-Ad- venthöhle-Systems, Hessen (D). Fig. 1: Living pool ﬁngers in the Rätselhalle of the Herbstlabyrinth- Adventhöhle-System, Hesse, Ger- many. Foto: Stefan Meyer

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wird. Mikroorganismen, die an der Erdoberfläche Se- Die umgangssprachlich von Höhlenforschern verwen- dimente produzieren, sind aus einigen Regionen der dete Aufteilung in Höhlenfauna und -flora erwies sich Welt schon dokumentiert. Auch von Bakterienarten in der Vergangenheit als sehr praktisch und ist in der aus der Abteilung der Firmicutes oder von den be- Forschung weiterhin weit verbreitet. Es stellt sich heu- kannteren Stromatolithen (Cyanobakterien) ist be- te aber die Frage, wo Mikroben bzw. Bakterien einzu- kannt, dass sie aktiv Kalzit abscheiden (z.B. Reitner et ordnen sind. al., 2008; Jain et al., 2010). Auch aus Höhlen wurden Wie die den lebenden Pool-Fingers ähnelnden Formen schon Anfang des letzten Jahrhunderts biogene Kalk - des sogenannten „Abwasserpilzes“ (Sammelbegriff ei- sinterbildungen beschrieben (Dudich, 1932; Magde- ner Lebensgemeinschaft aus diversen Bakterienarten burg, 1933). Bei den hier beschriebenen „Höhlen- aus der Gruppe der Actinobacteria) in der Blauhöhle Pflanzen“ handelte es sich um Cyanobakterien (Blau- und der Syrauer Drachenhöhle einzuordnen sind, algen). Eine Übersicht über das Vorkommen von Mi- muss noch untersucht werden. In diesem Zusammen- kroorganismen im Zusammenhang mit Speläothemen hang sind auch die Biofilme und Schleimfäden in der findet sich bei Northup et al. (1997). von Siedlungsabwässern durchflossenen Hessenhau- Bakterien sind weder Tiere noch Pflanzen, zusammen höhle zu nennen. Inwieweit hier die Bakterien Spha- mit den Archaea gehören sie zu den Prokaryoten (Le- erotilus natans oder Escherichia coli involviert sind, bewesen ohne Zellkern). Tiere und Pflanzen haben wie Bohnert et al. (2014) vermuten, müssen weitere Zellkerne, sie sind sogenannte Eukaryoten. Die Eintei- Untersuchungen klären. lung der Natur in Tier-, Pflanzen- und Mineralreich be- Eine auf den ersten Blick ähnliche Morphologie zeigen ruht auf einer wegweisenden Veröffentlichung von die Snottiten (Macalady et al., 2007; Ziegler et al., 2009, Linné (1785). Sie ist nach über 200 Jahren bio logischer 2013; Jones et al., 2012). Bei den Snottiten – übersetzt Forschung längst nicht mehr ausreichend. Um sämtli- etwa „Rotz-Stalaktiten“ – handelt es sich um An- che Organismengruppen, insbesondere auch der Mi- sammlungen von eisenoxidierenden Bakterien, die kroorganismen, taxonomisch einzuordnen, wurde da- sich aber außerhalb von Wasseransammlungen als her die Einteilung der Lebewesen besonders während schleimartige Stalaktiten bilden. In den teilweise glas- der letzten 20 Jahre immer wieder den neuesten Er- klaren Endtropfen dieser Snottiten sind weiße Schlie- kenntnissen angepasst. Dem Mineralreich stehen heu- ren zu erkennen. te die zwei „Domänen“ der Lebewesen, Prokaryoten Pool-Finger-ähnliche Versinterungen finden sich auch und Eukaryoten, mit jeweils etlichen „Reichen“ ge- in wasserführenden Stollen und Bergwerken, wobei genüber. Zu den Eukaryoten gehören u.a. die Reiche diese erstmals aus dem Büchenberg bei Werningero- der Tiere (Animalia), Pflanzen (Plantae) und Pilze de (Harz) beschrieben wurden (Meyer, 2013b; Knolle (Fungi) (Cavalier-Schmith, 1998). et al., 2013).

BIOGENE SINTER Pool-Fingers sind nur eine von mittlerweile mehreren Sinterformen, wie z.B. in Höhlenperlen (Gradzinski, verschiedener Sinterformen, an deren Bildung Mikro - 2003; Melim et al., 2008) oder Beckenrandsintern organismen, meist Bakterien, beteiligt sind (z.B. Pool- (shelfstone). Doch auch lebende Mikroorganismen Meringue, Drips, U-Loops und Webbulite; Melim et al., wurden schon im Inneren von Sintern beobachtet 2011). Aufgrund ihrer typischen Morphologie können (pers. Mitt. D.E. Northup). Nach neueren Untersu- diese Formen gut auch untertage bereits bestimmt chungen sind auch die berühmten korallenartigen werden. Lebensraum und Grundlage dieser Mikro - Höhlenblumen in der Asperge-Grotte im Süden Frank- organismen sind bzw. waren Wasseransammlungen reichs nur mit Hilfe von Bakterien und Pilzen entstan- und Wasserfilme mit den darin gelösten Nährstoffen. den (Schmid, 2012). Es ist somit auch davon auszugehen, dass die Sicker- Mikroorganismen sind ein bedeutender, aber noch wässer für die Verbreitung und Besiedelung der kaum beachteter Bestandteil der „Höhlenflora“ bzw. Mikroorganismen von besonderer Bedeutung sind. Vor der Höhlenorganismen. Da Bakterien wie auch Pilze allem Sinterbecken stellen aufgrund ihrer konstanten wissenschaftlich weder zu den Pflanzen noch zu den Bedingungen über lange Zeiträume einen optimalen Tieren gestellt werden (z.B. Wurmbach, 1989), sollte Lebensraum dar. Somit verwundert es nicht, dass ge- dafür besser die Bezeichnung Höhlen-Mikrobiom bzw. rade in den Sinterbecken die meisten biogenen Sirnte Pool-Mikrobiom verwendet werden. Dieser hinsicht- beschrieben wurden (Melim et al., 2011, 2013). Fossile lich des Lebensraumes Höhle erweiterte Begriff aus Mikroorganismen finden sich aber auch in anderen der Humanbiologie soll die Gesamtheit von Mikro -

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organismen (Bacteria, Archaea, Protozoa, Fungi usw.) auch die Entdeckung neuer Arten nach sich ziehen. bezeichnen, die in einer Höhle oder in einem Sinter- Wie bei den höheren Lebensformen, finden sich auch becken leben. Er umfasst unter anderem die Lebe - bei den Höhlen-Mikroorganismen endemische, spe- wesen, die nicht in die klassische Einteilung in Höh- ziell an den Lebensraum angepasste Arten (pers. Mitt. lenfauna und Höhlenflora eingeordnet werden kön- D.E. Northup 2011). Die Besonderheit dieser Lebewe- nen. Mit der Untersuchung von DNA-Sequenzen ist sen, passiv und / oder aktiv bei der Bildung von Sin- eine Ermittlung der Arten und Artengemeinschaften terformen mitzuwirken, zeigt den enormen Einfluss möglich. Erste Untersuchungen er folgten in den Carls- dieses sonst mit dem menschlichen Auge nicht sicht- bad Caverns (USA). Die Bestimmung der Arten wird baren Lebens.

DIE RIESENBERGHÖHLE Das 1127 m lange Riesenberg-Höhlensystem, beste- Zerstörung konnte ein Großteil des sinterreichen hend aus der Langenfelder- und der Riesenberghöhle, Höhlensystems unter Schutz gestellt werden (Schillat, liegt 35 km westlich von Hannover im Süntel in einem 1959, 1996). Vor allem die Riesenberghöhle zeigt vorwiegend aus Kalken des Jura aufgebauten Gebirgs- sich in fast allen Bereichen noch wie am Tag ihrer Ent- zug des Weserberglandes (Abb. 2). Die Höhlenbildung deckung. Weitere Angaben zu Morphologie und Gene- ist an die Fossilschicht im Unteren Korallenoolith des se des Riesenberg-Höhlensystems finden sich bei Oberen Jura gebunden (Kaiser, 1978). Als typische Fabisch (1996), Meyer & Dorsten (2009), Meyer (2009) Schichtfugenhöhle folgt diese dem flachen, 5° Schicht- sowie Scholz et al. (2014). Die fossilen Pool-Fingers in einfallen Richtung NW. Höher gelegene bzw. tiefer der Riesenberghöhle sind postglazial entstandene bio- liegende Höhlengänge sind nicht bekannt. Trotz der gene Sinter, die bisher nur in einem Höhlenteil mit Öffnung der Höhlen 1953 bzw. 1969 durch den regio- zwei separaten Vorkommen, im sogenannten Weißen nalen Gesteinsabbau und die damit verbundenen Teil, entdeckt wurden. 19250 19275 19300 19325

Gletschersee Blätterteig- Letzter Wächter Meander Schwarzer Teil Bruchgasse Vergessene Nische 85700 Flaches Ende Pool-Finger-Bec ken 1 DASC-Proben: Nr. 746 und 750 Tunnel Zwergen- Tunnel Lehmhügel- Windstille Röhre schluf 3D- Pantoffelröhre Pool-Finger-Becken 2 Trümmersaal Stiege La Crema- keine Probenentnahme Kammer Brunnergrotte 85675

0 5 10 15 20 25 m Schwanensee Weißer Teil © by Stefan Meyer 2015 Grundloser Brunnen Kerzental Kühlraum König-Laurins- Garten

Kollmeyer-Grotte Umkleideraum

Dusche Hartmut’s Spalte 85650 Hängende Verbotener Schluf Stalagmitengrotte Hohe Kerzenkluft

Rainer’s Spalte Berggeisthalle

Abb. 2: Detailplan vom Nordteil des Riesenberg-Höhlensystems u. a. mit den Pool-Finger-Vorkommen im Weißen Teil. Links unten: Übersichtsplan des Riesenberg-Höhlensystems im Süntel, Niedersachsen (D) mit den beschriebenen Pool-Finger-Vorkommen. Fig. 2: Detailed map of the northern part of the Riesenberg cave system, with the pool ﬁnger-deposits in the Weißer Teil. Bottom left: overview map of the Riesenberg cave system in Süntel, Lower Saxony, Germany, with the described pool ﬁnger-deposits. Plan: Stefan von Boguslawski & Stefan Meyer, 2008; siehe auch Meyer & Dorsten, 2009: 89

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POOL-FINGER-VORKOMMEN 1 Die Entdeckung bzw. die Bestimmung der ersten Pool- sich hier vermutlich um recht junge Sinterformatio- Fingers in Deutschland erfolgte nicht, wie allgemein nen. Zwei Proben von den Korallenspitzen (Deutsches üblich, in der betreffenden Höhle selbst, sondern bei Archiv für Sinterchronologie, DASC-Nr. 753 und 756) den Bildstudien zu einer allgemeinen Veröffentlichung wurden an der Universität Mainz mit der Thorium- durch den Redakteur Lukas Plan (Meyer & Dorsten, Uran-Methode auf ca. 1000 Jahre d atiert. Eine präzise 2009). Das Sinterbecken mit den spaghetti-artigen Datierung der Höhlenkorallen war nicht möglich, da „Stalaktiten“ unter dem Beckenrand war schon kurz die Proben wenig Uran und gleichzeitig viel detriti- nach der Höhlenentdeckung 1969 bekannt und ein be- sches 232Th enthielten. Aus der entsprechenden Kor- liebtes Fotomotiv (Abb. 3). Auffällig in diesem Becken rektur resultieren zusätzliche Unsicherheiten. Die Er- sind aber nicht nur die Pool-Fingers, sondern insbe- gebnisse der Thorium-Uran-Datierungen werden in sondere die kugelförmigen Höhlenkorallen (cave co- Tabelle 1 gezeigt. Alle Alter beziehen sich auf das Jahr rals) in der Beckenmitte. Sie entstehen nach heutigem 2013, in dem die Datierungen durchgeführt wurden. Wissenstand durch Verdunstung (Hill & Forti, 1997). Dass die Riesenberg-Koral len aus Kalzit bestehen (fa- Einige der üb er 20 cm großen Höhlenkorallen der Rie- serige und körnige Variante), konnte von Tobias Häger senberghöhle zeigen neben der grobkristallinen Struk- und Simon Mischel mittels Raman-Spektroskopie an tur (dogtooth crystals) auch faserige Äste (Abb. 4). Ne- der Universität Mainz bestätigt werden. Höhlenkoral- ben der Größe ist auch die sehr gleichmäßige Kugel- len zählen nicht zu den biogenen Sintern, doch kön- form auffallend, die selten in Höhlen anzutreffen ist nen die hier dokumentierten Altersangaben vermut- (vgl. Splide et. al., 2005; Cabrol & Mangin, 2000; Hill & lich auch für die im selben Sinterbecken befindlichen Forti, 1997). Den Autoren sind ähnliche Vorkommen Pool-Fingers angenommen werden (Abb. 5). aus Aragonit in einem ehemals wassergefüllte n Gang- Im nördlichsten Teil d er Riesenberghöhle (Abb. 6; De- abschnitt der Grotte di Toirano bei Genua, Norditalien, tailplan) auf 269,3 m NHN (Normalhöhennull, Boden- und aus der Grotte de Clamouse in Frankreich be- MP 5106) im sogenannten Kindergarten liegt das kannt. Aufgrund ihrer filigranen Strukturen handelt es Pool-Finger-Vorkommen 1 (r: 3.519.285 / h: 5.785.690,

Abb. 3: Das Pool-Finger-Vorkommen 1 im Weißen Teil der Riesenberghöhle, Blickrichtung SE in die Pantoffelröhre. Fig. 3: Pool ﬁnger deposit #1 in the Weißer Teil of Riesenberghöhle, looking south-east into the Pantoffelröhre. Foto: Stefan Meyer

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Abb. 4: Die Höhlenkorallen im Sinterbecken des Pool-Finger- Abb. 5: Detailansicht der Pool-Fingers und Höhlenkorallen im Vorkommen 1. Erkennbar sind die unterschiedlich ausgepräg- Vorkommen Nr. 1. Maßstab Zentimetereinteilung. ten faserigen und körnigen Äste. Beide Formen bestehen aus Fig. 5: Detailed view of the pool fingers and cave corals in de- Kalzit. posit #1. The scale is given in cm. Fig. 4: Cave corals in the pool of the pool finger deposit #1 Foto: Stefan Meyer showing fibrous and granular branches. Both forms consist of calcite. Foto: Stefan Meyer

Probe 238U ± 232Th ±(234U/238U) ±(230Th/238U) ± Alter unkorr. ± Alter korr. ± [µg/g] [ng/g] [Jahre] [Jahre]

DASC 753 0,1295 0,0008 3,32 0,03 1,2372 0,0036 0,0138 0,0035 1821 80 1220 320

DASC 756 0,1120 0,0007 10,10 0,10 1,2594 0,0041 0,0110 0,0120 3050 120 970 940

Tabelle 1: Ergebnisse der Thorium-Uran-Datierungen von Höhlenkorallen aus der Riesenberghöhle. Table 1: Results of 230Th/U-dating of the cave corals from Riesenberghöhle.

Gauß-Krüger-Koordinaten). Hierbei handelt es sich Die über 10 cm langen Pool-Fingers befinden sich mit um den am stärksten versinterten Höhlenbereich des einer Ausnahme nur auf der Ostseite, unter einem weit Riesenberg-Höhlensystems. Boden und Wände sind in das Becken hineinreichenden Beckenrandsinter reich und vielfältig versintert. Aufgrund des umsichti- (Abb. 9). Sie hän gen hier dicht gedrängt und erinnern gen Verhaltens der Entdecker Bodo Schillat und Rolf aufgrund ihrer körnigen Oberfläche nur entfernt an Stahl zeigt sich dieser Höhlenteil fast unversehrt. Das kleine Stalaktiten (Abb. 10). Zwischen diesen befinden Wechseln der Kleidung und Schuhe war von Anfang an sich kleine schlaufenartige Verbindungen, die soge- Pflicht. Waren in den Anfangsjahren noch Führungen nannten U-Schleifen oder U-Loops (Abb. 11). Ihre Ent- vor allem für Entscheidungsträger aus Politik, Forst- stehung ist auf Bakterienfilamente zurückzuführen, und Steinbruchgewerbe zum Schutz des eigentlichen die durch Wasserbewegungen zwischen den schon Riesenberg-Höhlensystems nötig, wird dieser Höhlen- teilweise kalzitisierten Pool-Fingers hängengeblieben teil heute nur noch sehr selten befahren. sind. Sie sind ein sicheres Bestimmungsmerkmal für Das Sinterbecken mit den Pool-Fingers hat eine Länge Pool-Fingers bzw. ehemalige Bakterienbesiedlung. v on 3,14 m, eine maximale Breite von 1,70 m und ei- Innerhalb des Beckens gibt es auf der Nordseite einen nen mehr als 20 cm überhängenden, baumpilzartigen kleinen Versatz, an dessen Rändern sich kleinste Pool- Sinterrand (shelfstone) (Abb. 7). Der Grund des 32 cm Fingers und Drips gebildet haben. In ihrer gesamten tiefen Beckens ist gleichmäßig mit halbkugeligen Morphologie gleichen die Pool-Fingers der Riesen- Aggregaten von Pool-Spar bedeckt, auf welchem sich berghöhle den von Rainer Straub 2013 entdeckten die Höhlenkorallen befinden (Abb. 8, Aufriss oben). Pool-Fingers in der Apokalypse der Blauhöhle. Trotz des starken Tropfenfalls ist das Becken auch im Das Hauptsinterbecken ist von einigen sehr kleinen Frühjahr zur Schneeschmelze nicht mit Wasser gefüllt. Sinterbecken umgeben, die auf der Westseite an die Von der sonst dynamischen Bewetterung des Höhlen- Höhlenwand reichen. In einzelnen dieser Kleinstbek- systems ist hier nichts zu spüren, stellt doch dieser ken (20 x 10 cm Durchmesser) finden sich kristalline Höhlenteil zusammen mit dem anschließenden weißliche Pool-Fingers mit einem anderen Erschei- Schwarzen Teil einen „Sack“ ohne bewetterte Klüfte nungsbild. Neben der helleren Färbung sind sie kaum dar (Boguslawski & Meyer, 2013). länger als 20 mm und mit 5–7 mm Dicke ähnlich stark

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A Aufriss Pool-Fingers, unterhalb des Sinterbeckenrandes Kindergarten Pool-Fingers bis 16 cm lang

Weitere Ränder von Weitere Ränder von Sinterbecken (Shelfstone) Sinterbecken (Shelfstone)

Stalagmit

Nicht sichtbare Sinterbecken- erstreckung Korallen (Cave-Coral)

Halbkugeliger Pool-Spar Kleinstbecken mit Pool-Fingers Größerer Excentriques Shelfstone

Bodensinter

Höhlenwand 0 0,5 1 1,5 2 m B © by Stef an Meyer 2015

Abb. 6: Grundriss des Pool-Finger-Vorkommens 1. Fig. 6: Plan view of pool ﬁnger deposit #1.

Abb. 7: Blick unter den Sinterbeckenrand auf die Pool-Fingers des Vorkommens Nr. 1. Der Boden wird von Pool-Spar und Höhlen- korallen (rechts im Bild) bedeckt. Fig. 7: View beneath the shelfstone to the pool ﬁngers of deposit #1. The bottom is covered by pool spar and cave corals (right). Foto: Stefan Meyer

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Kindergarten Korallen (Cave-Coral) Stalagmit

Shelfstone Höhlenwand NE SW A B

Halbkugeliger Pool-Spar

Pool-Fingers Bodensinter bis 16 cm lang

König-Laurins-Garten Stalagmit

Stalagmit Sinterbeckenrand (Shelfstone) Halbkugeliger Pool-Spar Shelfstone NW SE C D

Korallen Korallen (Cave-Coral) (Cave-Coral) Pool-Fingers 5–8 mm 0 0,5 1 1,5 2 m © by Stefan Meyer 2015

Abb. 8: Aufrisse der Pool-Finger-Becken (Vorkommen Nr. 1 und 2) im Weißen Teil der Riesenberghöhle. Fig. 8: Proﬁle of the pool ﬁnger pools (deposits #1 and 2) in the Weißer Teil of Riesenberghöhle.

wie jene im Hauptbecken (Abb. 12). Auch die einzelnen Kristalle sind hell-durchscheinend. An einigen Ex- emplaren finden sich auch Drips (Abb. 13). Warum sich diese Pool-Fingers anders entwickelten als die im Hauptbecken, kann bisher nicht gesagt werden. Ein wichtiger Unterschied zum immer trockenen Haupt- becken ist das hier vorhandene Wasser in den Winter- monaten bzw. zur Schneeschmelze, welches vermutlich eine längere Kristallbildung ermöglicht. Einige Sinterproben aus dem großen Sinterbecken, die im Deutschen Archiv für Sinterchronologie (DASC) archiviert wurden, sind in den USA an der Western Illinois University mit Dünnschliffen und unter dem Rasterelektronenmikroskop (REM) untersucht worden. Dabei handelte es sich um die Proben DASC-Nr. 746 (Pool-Finger mit U-Loop) und DASC- Nr. 750 (Beckenrandsinter/shelfstone). Alle Pool-Finger-Proben haben eine ähnliche Petro- graphie. Sie bestehen aus unzähligen gleichförmigen (skalenoedrischen) Kristallen von 0,5 mm Länge und 0,1 bis 0,2 mm Breite. Diese sogenannten „Hunde- zahn-Kristalle“ (dogtooth crystals) haben sich strah- lenförmig von der Mitte des Pool-Fingers auf deren gesamter Länge gleichmäßig gebildet. Dieser Befund Abb. 9: Teilansicht des Pool-Finger-Vorkommens Nr. 1. Fig. 9: Partial view of pool ﬁnger deposit #1. unterstützt die Theorie der „Keimbildung“ um einen Foto: Stefan Meyer im Wasser hängenden Biofilm. Ein solcher „Initial-

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Abb. 10: Halbkugeliger Pool-Spar bedeckt den unebenen Grund des trockenen Pool-Finger-Beckens Nr. 1. Selbst am Pool-Spar (rechts im Bild) finden sich kleinste Pool-Fingers und Drips, Maßstab 10 cm. Fig. 10: Hemispheric pool spar covers the uneven bottom of the dry pool finger basin #1. Small pool fingers and drips are also present on pool spar (on the right). Scale 10 cm. Foto: Stefan Meyer

Biofilm“ wurde aber bisher noch nie in einem der Auch der Wachstumsbereich, welcher unter der ur- untersuchten Pool-Fingers entdeckt. In den von den sprünglichen Wasserlinie lag, lässt keine Beeinflus- Proben angefertigten Dünnschliffen wurde eine Viel- sungen von benachbarten Kristallen erkennen. Die zahl von <30 µm großen Einschlüssen im Kalzit ent- Kristallisation begann an der Wasseroberfläche, entdeckt, die mittels REM untersucht wurden (Abb. 14, weder von einer Kante aus oder als Kalzit-Insel 15). Dabei fanden sich zwischen den Kristallen, aber (Sinterhäutchen). Diese wuchsen zu einer festen auch innerhalb der Kristalle, mit Tonpartikeln verun- Schicht zusammen, und das Kristallwachstum erfolg- reinigte Biofilme. Teilweise sind netzartige Fäden (Abb. te weiter nach unten in das Sinterbecken hinein. Nach 15) zu erkennen, die den fossilen Filamenten aus Pool- dem Anätzen der Probenoberflächen mit verdünnter Fingers-Proben der Carlsbad Caverns, der Lechuguilla Salzsäure (HCl) wurden einerseits Tonpartikeln, ande- Cave (beide New Mexiko, USA) und dem Herbstlaby- rerseits diverse organische Strukturen, meist Biofilme, rinth-Adventhöhle-System (D) ähneln. unter dem REM gefunden und deren chemische Zu- Zuerst wurde davon ausgegangen, dass nur Pool-Fin- sammensetzung mittels energiedispersiver Röntgen- gers Bakterien-Fossilien enthalten würden. Dies stell- analyse untersucht (Abb. 14, 15). Bei höherer Vergrö- te sich aber als falsch heraus. Sie wurden auch in ßerung fanden sich neben netzartigen Filamenten anderen Becken-Speläothemen entdeckt, wie z.B. auch ungewöhnliche Formen mit gerippten Seiten. im Pool-Spar und im Beckenrandsinter. Auch in der Während beide Formen zwar in unterschiedlicher Ver- Beckenrandsinter-Probe aus der Riesenberghöhle teilung auch in den Pool-Finger-Proben nachgewiesen wurden sie nachgewiesen (Abb. 16). Diese Probe be- werden konnten, fand sich nur in der Beckenrandsin- steht aus Hundezahn-Kristallen, allerdings in einer an- ter-Probe eine seltene kugelförmige „Zelle“ (Abb. 16). deren Anordnung. Die flache Oberseite besteht aus Diese kugeligen, als „Kokken“ bezeichneten Bakte- weniger gut ausgebildeten Kristallen. Der untere Teil rienformen fanden sich auch in Eisen- und Mangan- der Beckenrandsinter-Probe setzt sich aus größeren Ablagerungen der Lechuguilla und der Spider Cave Kristallen mit gut entwickelten Formen zusammen. (Guadalupe Mountains, USA) sowie vereinzelt in

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Abb. 11: Detailansicht aus Abb. 10. Ein eindeutiges Merkmal Abb. 12: Makroaufnahme der bis zu 20 mm langen Pool- für den biogenen Ursprung: U-Loops. Vorkommen Nr. 1 im Kin- Fingers mit U-Loops und Drips im Kleinstsinterbecken unweit dergarten des Weißen Teils der Riesenberghöhle. vom Pool-Finger-Becken 1. Fig. 11: Detailed view of Fig. 10. U-loops are a clear indication Fig. 12: Close-up of the up to 20 mm long pool ﬁngers with of a biogenic origin. Deposit #1, in the Kindergarten of the U-loops and drips in the tiny pool near pool ﬁnger deposit #1. Weißer Teil of Riesenberghöhle. Foto: Stefan Meyer Foto: Stefan Meyer

Abb. 13: Makroaufnahme eines Pool-Fingers mit einem 5 mm Abb. 14: REM-Aufnahme der Pool-Finger-Probe 746 mit Biofil- langen Drip im Kleinstsinterbecken unweit vom Pool-Finger- men. Die Probe wurde mit verdünnter Salzsäure angeätzt. Becken 1. Fig. 14: Scanning electron micrograph of pool finger sample Fig. 13: Close-up of a pool finger with a 5 mm-long drip in the #746 with biofilms. The sample was etched with dilute hydro- tiny pool near pool finger deposit #1. Foto: Stefan Meyer chloric acid. Foto: Leslie Melim

Abb. 15: Diese Vergrößerung aus Abb. 14 zeigt typische Bakte- Abb. 16: REM-Aufnahme der Beckenrandsinter-Probe 750 mit rienfilamente mit netzartigen Strukturen, die u. a. auch aus den einer sehr seltenen kugeligen Zelle in einem Biofilm. Carlsbad Caverns (USA) und dem Herbstlabyrinth (D) bekannt Fig. 16: Scanning electron micrograph of shelfstone sample sind. #750 with a very rare spherical cell in a biofilm. Fig. 15: Enlarged view of Fig. 14 showing typical bacterial fila- Foto: Leslie Melim ments with net-like structures, which are also known from Carlsbad Caverns (USA) and Herbstlabyrinth (D). Foto: Leslie Melim

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Abb. 17: Die lehmigen lebenden Pool-Fingers im Herbstlabyrinth können als Initial-Biofilm bzw. Vorstufe kristalliner Pool-Fingers gedeutet werden. Fig. 17: The loamy, living pool fingers in Herbstlabyrinth can be interpreted as the initial biofilm or the precursor of crystalline pool fingers. Foto: Stefan Meyer

Lavahöhlen (Spilde et. al., 2005). In lebenden Systemen durch das Wachsen der Kalzitkristalle verdrängt wur- sind diese Kokken-Formen nicht selten, durchaus aber den. Es zeigt aber auch, dass die bloße Anwesenheit ih re fossilen Überbleibsel in Gesteinen. von Fossilien in Pool-Fingers kein Beweis für deren Im Kühlraum, einem flachen Gangabschnitt zwischen biogenen Ursprung ist. Im Fall der Riesenberghöhle den Pool-Finger-Vorkommen 1 und 2, konnte ein U- bietet das Wachstumsbild der Pool-Fingers – einheitli- Loop zwischen zwei Kalzitkristallen im Shelfstone eines c he Größe und gleichmäßige Verteilung der Kristalle Sinterbeckens dokumentiert werden. Auch dieser kann über die gesamte Länge des Pool-Fingers – einen An- als versintertes Bakterienfilament gedeutet werden. haltspunkt für den Biofilm-Kern. Dieser initiale Bio- Das Vorhandensein von fossilen Bakterien in weiteren film wurde in fossilen Pool-Fingers bisher noch nicht Pool-Sintern bedeutet nicht, dass auch diese durch gefunden. Beobachtungen an den in den letzten Jah- Bakterien gebildet oder beeinflusst wurden. Es zeigt ren dokumentierten Pool-Finger-Formen im Herbstla- vielmehr, dass diese Sinterbecken früher voller Mi- byrinth-Adventhöhle-System bestätigen jedoch diese kroorganismen waren und letztere wahrscheinlich Vermutungen (Abb. 17; Meyer, 2014).

POOL-FINGER-VORKOMMEN 2 Auch das zweite Vorkommen liegt im Weißen Teil, gut Dieser Bereich ist nur mit äußerster Vorsicht zu pas- 35 m südöstlich des ersten Vorkommens auf 268,8 m sieren, da immer wieder die Gefahr besteht, in die NHN (Boden-MP 5101/BT52, h. 5758660 / r. 3519310; kaum mehr zu erkennenden Sinterbecken einzubre- Abb. 2 und 18). Der nur 1 m hohe Gang wurde auf- chen. Der Grund dieser zugewachsenen, über 30 cm grund der üppigen, schönen Versinterungen und un- tief einsehbaren Becken besteht aus seltsam zerbro- zähliger Makkaronis von den Entdeckern König-Lau- chenen Höhlenkoral len (Abb. 19). Sie sind nach ihrer rins-Garten benannt. Sein völlig ebener Boden wird Struktur nicht mit den Höhlenkorallen im Kinder - zum größten Teil aus Sinterbeckenrändern gebildet, garten vergleichbar. Die einzelnen Äste sind von einer die bis auf wenige Unterbrechungen zusammenge- eigenartigen Sinterschicht überzogen, die der bioge- wachsen sind. Hierauf haben sich wiederum einige nen Pool-Meringue ähnelt. Vermutlich wurden die massive Stalagmiten gebildet (Abb. 8, Aufriss unten). Höhlenkorallen von Bakterienfilamenten überwach-

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König-Laurins-Garten Pool-Fingers, unterhalb des Sinterbeckenrandes Shelfstone Stalagmiten

Weitere Ränder von Stalagmiten Sinterbecken (Shelfstone)

Nicht sichtbare Sinterbecken- C Aufriss erstreckung

Shelfstone Korallen (Cave-Coral) Korallen (Cave-Coral)

Bodensinter

Höhlenwand

Abb. 18: Grundriss des zweiten Pool-Finger-Vorkommens im Weißen Teil (König-Laurins-Garten) der Riesenberghöhle. Fig. 18: Plan view of pool ﬁnger deposit #2 in the Weißer Teil (König-Laurins-Garten) of Riesenberghöhle.

Abb. 19: Das Sinterbecken mit dem zweiten Pool-Finger- Abb. 20: Mit einem Tele-Makro-Objektiv fotografierte, gut Vorkommen in König-Laurins-Garten. Mit Pool-Spar unter den 6 mm lange Pool-Fingers und U-Loops unter einem 50 cm über- Sinterbeckenrändern und mit Pool-Meringue „überwachsene“ hängenden Sinterbeckenrand im König-Laurins-Garten. Höhlenkorallen. Fig. 20: About 6 mm-long pool fingers and U-loops under a Fig. 19: Pool with pool finger deposit #2 in the König-Laurins- 50 cm overhanging shelfstone in König-Laurins-Garten. The pic- Garten. With pool spar under the shelfstone and with pool me- ture was taken using a telephoto macro lens. ringue „overgrown“ cave corals covered by pool spar. Foto: Stefan Meyer Foto: Stefan Meyer

sen bzw. verfingen sich diese im Geäst der Korallen. gen die vereinzelten Drips an den gebrochenen Höh- Irgendwann wurde die Biomasse mit ihren Kalkaus- lenkorallen (Abb. 19). scheidungen so stark, dass die Höhlenkorallen dem Heute zeigen sich die Becken im König-Laurins- Gewicht nicht mehr standhielten und zusammen - Garten meist ohne Wasser. Nur bei extremen Nieder- brachen – gefördert durch unterschiedliche Wasser- schlägen findet sich ein niedriger Wasserstand von stände bzw. das Trockenfallen des Sinterbeckens. Dass wenigen Zentimetern. Im Zuge der intensiven Pool- es sich hier wirklich um biogenen Sinter handelt, zei- Finger-Suche im Riesenberg-Höhlensystem wurden

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auch diese Becken untersucht. Nur durch Zufall fan- waren. Immerhin erscheinen die Korallen mit ihren den sich in einem der Becken kleine Pool-Fingers un- vielen Verzweigungen und der rauen Oberfläche ter einem 50 cm tiefen Sinterbeckenrand (Abb. 20). geradezu dafür geschaffen zu sein, dass sich Bakte- Diese sind nicht länger als 6 mm, zeigen aber typische rienfilamente in ihnen festsetzen. Auch sind die Böden U-Loops. der Becken im König-Laurins-Garten vollständig mit Im Gegensatz zu den Bakterienfilamenten im Vor- den Höhlenkorallen „bewachsen“, welche ein freies, kommen 1, die sich unter dem Sinterrand zu Pool-Fin- ungehindertes Längenwachstum der Pool-Fingers be- gers bildeten, finden sich in den Becken im König-Lau- hindert hätte. rins-Garten nur sehr kleine Forme n. Trotz der vorhan- Im Vorkommen 1 geschah dies nicht. Vermutlich sind denen Sinterränder haben sich hier die Bakterienfila- die wenige tausend Jahre alten Höhlenkorallen hier erst mente nicht zu klassischen Formen weiterentwickelt, nach der Besiedelung des Beckens mit Bakterien und sondern nutzten als „Substrat“ die Höhlenkorallen mit der eigentlichen Pool-Fingers-Bildung entstanden. den oben beschriebenen Folgen. Einer der Gründe Trotz der vielen Variablen geben die Pool-Finger- kann sein, dass bei der Bildung der Pool-Fingers im Vorkommen erste Einblicke in die Genese der Sinter- Vorkommen 1 noch keine Höhlenkorallen vorhanden becken im Riesenberg.

DISKUSSION – DAS HÖHLEN-MIKROBIOM vermutlich erst durch die Öffnung des Höhlensystems Lebende Pool-Fingers in der Riesenberghöhle? im Zuge des Gesteinsabbaus. Noch heute handelt es Trotz intensiver Suche nach sichtbaren lebenden sich bei dem Weißen Teil um den Bereich mit der Bakterienfilamenten, wie sie im Herbstlabyrinth- kontinuierlich höchsten Luftfeuchte im System. Ver- Adventhöhle-System und der Blauhöhle nachgewie- änderungen werden aber immer deutlicher. Aus den sen wurden, konnten diese in den Sinterbecken mit Eingangsbereichen des Systems sind schon „Pilzüber- den bekannten Pool-Finger-Vorkommen in der Rie- züge“ dokumentiert und erste „Staub(?)“-Vermikula- senberghöhle nicht festgestellt werden. Dies hängt tionen auf Stalagmiten beschrieben worden (Petersen unter anderem vermutlich mit der geringen Wasser- et. al., 2005; Boguslawski & Meyer, 2013). Vermikula- führung der Becken zusammen. Nur in den Winter- tionen sind hieroglyphenartige Ablagerungen von monaten bzw. im Frühjahr zur Schneeschmelze sind Tonpartikeln an Höhlenwänden. Eine Besiedlung mit einige Becken mit Wasser gefüllt. Bedingt durch die Mikroorganismen ist häufig. Im Weißen Teil konnten geringen Schneehöhen der letzten Jahre füllten sich Auswertungen von Makroaufnahmen einen flächigen die Becken nicht bis zum Überlaufen. Die langen Partikeleintrag auf den Kalzitkristallflächen belegen. Trockenzeiten verhindern so die Ansammlung, Ver- Auf den hellen Sinterflächen fallen die Kotreste der we- mehrung und Verklumpung vo n Bakterien. Trotzdem nigen im Höhlensystem überwinternden Fledermäuse finden sich kleinste versinterte Filamente im Becken- deutlich auf, die nicht nur für Bakterien eine Nah- randsinter. Sie lassen vermuten, dass es sich hier um rungsgrundlage darstellen. sehr junge Versinterungen handelt (wenige Jahrzehn- te?), da ältere Filamente durch das weitere Wachstum Weitere Forschungen der Kristalle des Beckenrandsinters im Kalzit einge- bunden werden und so mit dem bloßen Auge nicht Sinterbecken in Höhlen enthalten nicht nur interes- mehr erkennbar sind. Dies beweisen auch die Unter- sante Ablagerungen, sie waren und sind auch ein un- suchungen der DASC-Probe Nr. 750 (Sinterbecken- gewöhnlicher Lebensraum. Höhlenflohkrebse, Käfer randstück), in der viele fossile Bakterienfilamente und Springschwänze sind hier die Riesen unter den nachgewiesen werden konnten (siehe oben). Lebewesen. Mit einer durchschnittlichen Größe von Der Weiße Teil war durch die starken Versinterungen nur 0,6–1,0 µm sind die Bakterien für das menschliche mehr oder weniger von der Außenwelt abgeschnitten Auge nicht sichtbar. Die Bestimmung der Arten ist sehr – ein entsprechender Nährstoffeintrag über das Tropf- aufwändig. Aufgrund von geringen morphologischen wasser selbst für Mikroorganismen somit sehr gering. Merkmalen und der Tatsache, dass viele dieser Mi- Das Mikobiom, die Gesamtheit aller Mikroorganis- kroorganismen nicht im Labor nachgezüchtet werden men, in der Riesenberghöhle war som it einem beson- können, war eine Artbestimmung in der Vergangen- deren Konkurrenzkampf um Nährstoffe unterworfen. heit fast unmöglich. Erst mit DNA-Untersuchungen Eine stärkere Bewetterung (anthropogen verursacht) (ribosomale DNA) wurden hier in den letzten Jahren und somit auch ein neuer Nährstoffeintrag erfolgten große Fortschritte erzielt. Es können so Übersichten

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der mikrobiellen Lebensgemeinschaften erstellt wer- Pool-Fingers und Astrobiologie den, welche die Bakterien-Abteilungen eines Lebens- Mit dem Zeitungsbericht „Die NASA blickt auf Breit- raumes wiedergeben (z.B. Sattler et al., 2013). scheid“ gelangten die Forschungen an den sonst eher Mittels REM können Mikroorganismen als fossile Frag- unscheinbaren Pool-Finger-Formen des Herbstlaby- mente in Speläothemen nachgewiesen werden. Eine rinth-Adventhöhle-Systems erstmals an die Öffent- taxonomische Bestimmung dieser Organismenreste ist lichkeit (Eckel, 2012). Aber so ungewöhnlich es klingt, jedoch ohne DNA-Untersuchungen nicht möglich. die Suche nach außerirdischem Leben jenseits unse- Doch wie sind die Bakterien eigentlich in die Spelä- res Planeten ist im vollen Gange. Doch wie könnte otheme gekommen? Sind sie eher aktiv oder passiv an dieses aussehen, und/oder welche Spuren hat es der Entstehung von Speläothemen beteiligt? Hierbei hinterlassen? Hier kommt den „primitiven“ Bakterien ist die von White (1994) gestellte Frage aktueller denn eine Schlüsselrolle zu. Handelt es sich doch um sehr je: „Are the minerals there because of the microorga- wandelfähige Mikroorganismen, die auch scheinbar nisms or are the microorganisms there because of the lebensfeindliche Lebensräume sowie ökologische minerals?” („Sind die Minerale aufgrund der Mikro - Nischen besiedeln und ihr Umfeld verändern (Boston organismen da oder die Mikroorganismen aufgrund et al. 2001; Fairèn et al. 2005; Northup & Boston der Minerale?“). Wie viele Bakterienformen und in wel- 2010). chen Arten besiedeln diese die heutigen Sinterbecken? Sie sind Überlebenskünstler und haben auf unserem Gibt es Unterschiede zu denen an der Oberfläche oder Planeten fast alle Bereiche erobert, vom Packeis bis hin gar endemische Arten? Unterscheiden sich die dama- zu unterseeischen Schlammvulkanen. Wenn über- ligen Lebensgemeinschaften von den heutigen – und haupt Leben außerhalb unseres Planeten gefunden ist das überhaupt feststellbar? Findet die Pool-Finger- werden kann, d ann am wahrscheinlichsten in Gestalt Bildung auch noch rezent statt? Und inwieweit sind bakterienähnlicher Organismen, deren Fossilien oder Mikroorganismen daran wirklich beteiligt? Wird von Ausscheidungen in Höhlen (siehe auch Päch, 2007; diesen Kalzit aktiv ausgeschieden oder handelt es sich Marwan, 2008). Können wir fossile Mikroorganismen eher um einen abiogenen Prozess, d.h. die Mikroorga- in außerirdischen Gesteinen überhaupt deuten? nismen haben darauf keinen Einfluss? Fragen, die Die fossilen Nachweise von Mikroorganismen in bio- meist nur sehr individuell für eine Höhle oder sogar genen Sintern können somit als Vergleichsmaterial für nur für ein einzelnes Sinterbecken geklärt werden kön- Gesteinsproben und Analysen von anderen Planeten nen. Weitere Untersuchungen in der Riesenberghöhle dienen. und an weiteren Pool-Fi nger-Vorkommen sind vorge- Vor allem der Mars steht im Fokus der Astrobiologen. sehen. Hier sind wir aber auf die Mitarbeit weiterer in- Am NASA Goddard Space Flight Center in Green- teressierter Mikrobiologen angewiesen. belt/Washington (USA) arbeiten im Team des Mars Mit der Entdeckung der lebenden und der juvenilen Science Laboratory Projekts auch Astrobiologen, die Pool-Fingers im Herbstlabyrinth-Adventhöhle-System versuchen, Herkunft, Veränderung und die Konservie- können zum ersten Mal die Entstehungsbedingungen rung organischer Moleküle in Gesteinen der Erde und und die Biologie dieser Speläotheme in Sinterbecken des Mars zu verstehen. erforscht werden. Da in allen weltweit untersuchten Es gibt auch sehr umstrittene Hinweise auf Bakterien- fossilen Pool-Fingers, einschließlich derer in der Rie- fossilien in Meteoriten. Der 1984 in der Antarktis ent- senberghöhle, der Initial-Biofilm (Bakterienfilament) deckte Mars-Meteorit Allen Hills 84001 zeigte unter nie direkt nachgewiesen werden konnte, kommt den dem REM Strukturen, die von McKay et al. (1996) als mittlerweile sechs Formen von Pool-Fingers im versteinerte Bakterien gedeutet wurden. Der Meteorit Herbstlabyrinth-Adventhöhle-System eine besondere fand seinerzeit viel Beachtung, aber ein endgültiger Bedeutung zu (Meyer, 2013a-b, 2014). Beweis steht noch aus (McKay et al. 1996, Bogdanov & Bogdanov 2009).

DANK Auch wenn sich nicht jeder Hinweis als neues Pool- heim), Uwe Fricke (Bad Harzburg), Rainer Straub Finger-Vorkommen bzw. als biogener Sinter erwies, (Stuttgart), Sven Bauer (Leipzig), Oliver Heil (Weilburg- möchten wir uns an dieser Stelle für die vielen Mel- Kubach), Martin Harder (Nürnberg), Salvatore Bolo- dungen bedanken: Helmut Olwig (Barsinghausen), gna und Jörg Fischer (Hildesheim), Ferdinand Leja Ingo Dorsten (Breitscheid), Friedhart Knolle und Sieg- (Röthenbach), Stephan Lang (Nürnberg), Henning fried Wielert (Goslar), Ernst Schuhose (Bad Ganders- Harzer (Leipzig), Lukas Plan (Wien). Für Hinweise zu

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Pool-Finger-Vorkommen in der Schweiz danke ich O. Andreae vom Max-Planck-Institut für Chemie, Miryam Widmer, Luc Funcken, Richard Graf, Philipp Mainz, für die Unterstützung bei der Altersbestim- Häuselmann und Rolf Siegenthaler sowie zu Funden mung der Höhlenkorallen. Tobias Häger sind wir in Frankreich Baudoin Lismonde und V. Schneider. dankbar für die Durchführung der Raman-Spektro- Weiterhin danken wir Klaus Peter Jochum und Meinrat skopie.

LITERATUR Bogdanov, I. & Bogdanov, G. (2009): Wir sind nicht allein! Linnè, C. v. (1758): Systema Naturae. 10. Aufl. – Stockholm Leben im Universum. – Stuttgart (Konrad Theis Verlag). (Lars Salvius). Boguslawski v., S. & Meyer, S. (2013): Tätigkeitsbericht der Macalady, J. L., Jones, D. S. & Lyon E. H. (2007): Extremely Höhlengruppe Nord e.V. 2011. – Mitt. Arbeitsgem. acidic, pendulous cave wall biofilms from the Frasassi Karstkunde Harz 2013 (3): 22–28. cave system, Italy. – Environme ntal Microbiol. 9: Bohnert, J., Müller, T., Ufrecht, W., Goldschneider, N., & 1402–1414. Lauber, U. (2014): Expedition Hessenhau.Vorstoß in die Magdeburg, P. (1933): Organogene Kalkkonkretionen in Höhle ohne Ende. – Arbeitsgemeinscha ft Blaukarst e. V., Höhlen. – Sitzber. Naturf. Ges. Leipzig 59: 14-26. Berghülen. Marwan, N. (2008): Zum Beitrag „Die von Höhlenforschern Boston, P. J., Spilde, M. N., Northup, D. E., Melim, L. A., vorausgesagten Marshöhlen gefunden“ (Verbands - Soroka, D. S., Kleina, L. G., Lavoie, K. H., Hose, L. D., mitteilungen 2007 (3): 89). – Mitt. Verb. dt. Höhlen- Malory, L. M., Dahm, C. N., Grossey, L. J. & Schelble, R. T. und Karstforscher, 54(1): 30. (2001): Cave biosignature suites: microbes, minerals, Mckay, D. S., Gibson, E. K., Thomas-Keprata, K. L., Vali, H., and Mars. – Astrobiologie 1: 25–55. Romanek, C. S., Clemett, S. J., Chillier, X. D. F., Cabrol, P. & Mangin, A. (2000): Fleurs de pierre – Les plus Maechling, C. R. & Zare, R. N. (1996): Seach for Life on belles concrétions des grottes de France. Dela chaux et Mars: Possible relic biogenic activity in martian Niestle. Lausanne / Paris. meteorite ALH 84001. – Science, 273: 924–930. Cavalier-Smith, T. (1998): A revised six-kingdom system Melim, L, Plan, L., Boguslawski von, S. & Meyer, S. (2011): of life. – Biol. Review 73: 203–66. Terminologie biogener Beckensinter in Höhlen. – Mitt. Dudich, E. (1932): Biologie der Aggteleker Tropfstein- Verb. dt. Höhlen- u. Karstforscher 57(4): 110–114. höhle „Baradla“ in Ungarn. – Speläol. Monograph., Melim, L, Plan, L., Boguslawski von, S. & Meyer, S. (2013): Bd. 13. Wien. Biogene Beckensinter in Höhlen – ein neues Forschungs- Eckel, T. (2012): Die NASA blickt auf Breitscheid. feld und seine Begriffe. – Mitt. Arbeitsgem. Karstkunde „Herbstlabyrinth“ Wissenschaftler untersuchen Harz, 2013(1-2): 3–8. weltweit einmalige Bakterien-Ansammlungen. – Melim, L.A., Northup, D. E., Spilde, M., Jones, B., Bosten, Herborner Tageblatt 26.10.2012: 17. R. J. & Bixby (2008): Reticulated filaments in cave pool Fabisch, R. (1996): Höhlen im Süntel und Wesergebirge. – speleothems: microbe or mineral? – J. Cave Karst Beih. Ber. Naturhist. Ges. Hannover Heft 12, 78. Studies, 70: 135–141. Fairèn, A.G., Dohm, J. M., Uceda, E. R., Rodriguez, A. P., Meyer, S. & Dorsten, I. (2009): Die Riesenberghöhle – Baker, V. R., Rernàndez-Remolar, D., Schulze-Makuch, D. Norddeutschlands größtes Höhlensyste m in Jurakalken. & Amils, R. (2005): Prime candidate sites for astrobiologi- – Die Höhle, 60: 88–93. cal exploration through the hydrogeological history Meyer, S. & Plan, L. (2010): Pool-Fingers – eine kaum of Mars. – Planetary and Space Sci., 53: 1355–1375. bekannte Sinterform biogenen Ursprungs. – Mitt. Gr adzinski, M. (2003): Role of micro-organisms in cave Verb. dt. Höhlen- u. Karstforscher, 56(4): 104-108. pearls formation. – J. Conference Abstr. 4: 924. Meyer, S. (2009): Die Morphologie der Riesenberghöhle Hill, C. & Forti, P. (1997): Cave Minerals of the World. (Kat.-Nr. 3721/001), Teil 3 (Fortsetzung aus ArGeKH- 2. Aufl. – Huntsville (Nat. Speleol. Society). Mitt. 1+2/2007). – Mitt. Arbeitsgem. Karstkunde Harz Jain, S.K., Kahn, A.A. & Rai M.K. (2010): Geomicrobiology. – 2009(1-2): 3–24. Enfield, New Hampshiere (Science Publishers). Meyer, S. (2013a): Neue Pool-Finger-Fu nde im Herbstlaby- Jones, D. S., Albrecht, H. L., Dawson, K. S., Schaperdoth, I., rinth-Adventhöhle-System bei Breitscheid / Hessen. – Freemann, K. J., Pi, J., Pearson , A. & Macalady, J. L. Mitt. Arbeitsgem. Karstkunde Harz, 2013(4): 21-29. (2012): Community genomic analysis of an extremely Meyer, S. (2013b): Biogener Sinter im Bergbaurevier acidophilic sulfur-oxidizing biofilm. – The ISME Büchenberg bei Elbingerode/Harz. – Mitt. Arbeitsgem. Journal 6: 158–170. Karstkunde Harz, 2013(1–2): 30–38. Kaiser, C. (1978): Geologische Kartierung im Gebiet des Meyer, S. (2014): Neues zu den Pool-Finger-Vorkommen Hohensteins (Süntel) unter besonderer Berück - im Herbstlabyrinth-Adventhöhle-System, Hessen. – sichtigung der Oberjura-Stratigraphie. – Unveröff. Mitt. Verb. dt. Höhlen- u. Karstfors cher, 60(2): 42–49. Diplomarbeit, Westfälische Wilhelms-Univ. Münster. Meyer, S. (2015): Befahrungsbericht Erdbach-Tunnel Knolle, F., Westermann, A., Ohlendorf, B. & S. Meyer (2013): und Nordwest-Passage (Herbstlabyrinth-Adventhöhle- 7. Der Büchenberg und seine Bedeutung für GeoPark, System, Hessen) vom 9./10. August 2014. – Mitt . Denkmal- und Naturschutz. – In: Schilling, W. (Hrsg.): Arbeitsgem. Karstkunde Harz, 2015(1–2): 31–39. Grube Büchenberg Eiserner Schatz im Harz. – Northup, D. E. & Boston, P. J. (2010): Biosignatures Harzdruckerei Wernigerode: 246–257. in Pleistocene cave pool speleothems. –

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Meyer, Melim, Scholz / Morphologie der Pool-Fingers in der Riesenberghöhle (Süntel, Niedersachsen)

Astrobiology Science Conference 2010: Online: Schmid, S. (2012): Wissen: Lebendiges Gestein. Höhlen - http://www.lpi.usra.edu/meetings/abscicon2010/ blumen existieren nur an wenigen Orten. – Neue pdf/5347.pdf Züricher Zeitung, 25.11.2012: 69. Northup, D. E., Reysenbach, A.-L. & Pace, N. R. (1997): Scholz, D., Tolzmann, J., Hoffmann, D. L., Jochum, K. P., Microorganisms and Speleothems. In: Hill, C. & Forti. P. Spötl, C. & Riechelmann, D. F. C. (2014): Diagenesis (Hrsg.): Cave Minerals of the World. 2. Aufl. – Huntsville of speleothems and its effect on the accuracy of (National Speleol. Soc.): 261–266. 230Th/U-ages. – Chem. Geology, 387: 74–86. Päch, S. (2007): Die von Höhlenforschern vorausgesagten Spilde, M. N., Northup, D. E., Boston, P. J., Schelble, R. T., Marshöhlen gefunden. – Verb. dt. Höhlen- u. Karst - Dano, K. E., Crossey, L. J., Dahm, C. N. (2005): Geomicro- forscher, 53(3): 89. biology of cave ferromanganese deposits: A fieldd an Petersen, K., Fritz, U., Kunzmann, W., Schwager, A. & laboratory investigation. – Geomicrobiol. J., 22: 99–116. Thomè, A. (2005): Untersuchung der Riesenberghöhle White, W. B. (1994): Thermodynamic equilibrium, kinetics, auf bakteriellen Befall. Darstellung der aktuellen activation barriers, and reaction mechanisms for Schadenssituation / Beurteilung des Befundes. chemical reactions mechanisms for chemical reactions Hochschule für angewandte Wissenschaft und Kunst in Karst Terrains. – In: Sasowsky, I. D. & Palmer, M. V. Hildesheim und der Unive rsität Oldenburg: (Hrsg.): Breakthroughs in karst geomicrobiology and http://hgnord.de/projekte/pro_riesenberghoehle.html. redox geochemistry. – Abstracts and field-trip guide, Reitner, J., Queric, N.-V. & Reich, M. (2008): Geobiologie Colorado Springs, Co., Feb. 16-19, Karst Waters Inst., of Stromatolites. International Kalkowsky-Symposium, Spec. Pub. 1: 74–75. Göttingen, October 4-11, 2008. – Abstract Vol. and Wurmbach, H. (1989): Grundzüge einer speziellen Zoologie. Field Guide to Excursions. Universitätsdrucke – Gustav Fischer Verlag, Stuttgart, New York. Göttingen. Ziegler, S., Ackermann, S., Majzlan, J. & Gescher, J. (2009): Sattler, B., Larch, P., Rambacher; J. & Spötl C. (2013): Matrix composition and community structure analysis Das Eis der Hundsalm Eis- und Tropfsteinhöhle als of a novel bacterial pyrite leaching community. – Lebensr aum für mikrobielle Gemeinschaften. – Die Environm. Microbiol., 11(9): 2329–2338. Höhle, 64: 15–24. Ziegler, S., Dolch, K., Geiger, K., Krause, S., Asskamp, M., Schillat, B. (1959): In den Höhlen des Weser-Berglandes. – Eusterhues, K., Kriews, M., Wilhelms-Dick, D., Der Aufschluss, 1959(2): 29–31. Goettlicher, J., Majzlan, J. & Gescher, J. (2013): Oxygen- Schillat, B. (1996): Höhlengruppe Nord e.V. – In: Fabisch, R. dependent niche formation of a pyrite-dependent (Hrsg.): Höhlen im Süntel und Wesergebirge. – Beih. Ber. acidophilic consortium built by archaea and bacteria. – Naturhist. Ges. Hannover, 12: 1–78. The ISME Journal, 7: 1725–1737.

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